CN102416319B - 一种Cr-Ce复合氧化物催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种Cr-Ce复合复合催化剂的制备方法，以硝酸铬和硝酸亚铈为原料，采用共沉淀法制备Cr-Ce复合氧化物催化剂，催化剂中Ce/Cr的摩尔比为9:1~1:8，制备工艺简单、成本低，对含氯有机化合物有良好的催化降解活性和稳定性，且CO2和HCl选择性高和无多氯烃等副产物产生。
Description
技术领域
本发明涉及一种含氯有机废气燃烧催化剂的制备方法，特别是涉及Cr-Ce复合氧化物催化剂的制备方法。
背景技术
含卤VOCs是一类对大气环境危害尤为显著的污染物，尤其是含氯VOCs（CVOCs）不仅可以破坏大气的臭氧层，而且会对人类的身体健康和生态环境造成持久的、积累性的影响。对于CVOCs的去除，目前主要采用热力燃烧的方法进行后处理。与热处理相比，催化燃烧由于其技术上和经济上的优势，是VOCs污染物净化处理的重要和很有效手段之一，同样，在消除CVOCs方面的应用也愈来愈受到人们的关注。氯代烃类催化氧化时C-Cl键的断裂取代了C-H键的断裂，虽然从热力学上分析C-Cl键的断裂更为有利，但生成的Cl物种会强吸附在催化剂表面或与活性组分化合形成挥发性的金属氯化物导致活性组分流失。一方面更容易导致催化剂失活，另一方面生成的Cl2可与烃类反应生成多氯烃类，造成二次污染。因此，研究和开发低成本、高活性、高选择性和稳定性的VOCs氧化降解催化剂是目前环境催化材料研究领域中极重要的课题之一，受到人们广泛的关注。
发明内容
本发明的目的是提供一种高活性的含氯有机废气燃烧催化剂，具体是指Cr-Ce复合氧化物催化剂的制备方法。
本发明的具体技术方案如下：
本发明是一种Cr-Ce复合氧化物催化剂的制备方法，以硝酸铬和硝酸亚铈为原料，采用共沉淀法制备Cr-Ce复合氧化物催化剂，催化剂中Ce/Cr的摩尔比为9:1~1:8；制备步骤是：
（1）、按所述Ce/Cr的摩尔比，将硝酸亚铈[Ce(NO3)3·6H2O]和硝酸铬[Cr(NO3)3·9H2O] 溶解在350ml水中，搅拌均匀后滴加氨水调至pH值为 9.5，继续搅拌 0.5 小时后静置老化 12 小时；
（2）、过滤后的沉淀物用蒸馏水抽滤洗涤数次，再采用不同的干燥方法进行干燥处理；
（3）、空气气氛中在500℃下焙烧4小时，制得Cr-Ce复合氧化物催化剂。
本发明步骤（2）中所述的不同的干燥方法为沉淀物直接烘箱干燥或沉淀物再用无水乙醇洗涤数次后烘箱干燥或沉淀物再用无水乙醇洗涤数次后超临界干燥。
本发明所述的烘箱干燥温度为110℃，超临界干燥条件为压力7~10MPa、升温速率1.0~3.0 ℃/min、温度250 ~280℃，无水乙醇为超临界介质。
本发明所述的Ce/Cr的摩尔比为4:1 ~1:2。
本发明所提供的Cr-Ce复合氧化物催化剂的制备方法，具有如下优点：
采用廉价的硝酸亚铈和硝酸铬为原料，采用共沉淀法制得Cr-Ce复合氧化物催化剂，制备工艺简单，催化剂成本低，是一种高活性的含氯有机废气燃烧催化剂。且生成CO2和HCl的选择性高和无多氯烃等副产物产生，对催化燃烧技术的广泛应用具有重要的意义。
具体实施方式
实施例1
将20.87g硝酸亚铈和3.81g硝酸铬溶解在350ml水中，混合均匀后滴加氨水至pH值为9.5，继续搅拌 0.5小时后静置老化12小时；过滤后的沉淀物用蒸馏水抽滤洗涤数次，再用无水乙醇洗涤数次后采用超临界干燥处理；空气气氛中在500℃下焙烧4小时，制得Cr-Ce复合氧化物催化剂，催化剂中Ce/Cr的摩尔比为4:1。
实施例2
用实施例1相同的操作，不同之处在于：过滤后的沉淀物用蒸馏水抽滤洗涤数次，再用无水乙醇洗涤数次后采用烘箱干燥（110℃）处理。
实施例3
用实施例1相同的操作，不同之处在于：过滤后的沉淀物用蒸馏水抽滤洗涤数次后采用烘箱干燥（110℃）处理。
实施例4
用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈的用量改为23.48g，硝酸铬的用量改为1.90g，该催化剂中Ce/Cr的摩尔比为9:1。
实施例5
用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈的用量改为13.05g，硝酸铬的用量改为9.52g，该催化剂中Ce/Cr的摩尔比为1:1。
实施例6
用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈的用量改为8.70g，硝酸铬的用量改为12.70g，该催化剂中Ce/Cr的摩尔比为1:2。
实施例7
用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈的用量改为2.90g，硝酸铬的用量改为16.93g，该催化剂中Ce/Cr的摩尔比为1:8。
实施例8
用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈的用量改为26.09g，硝酸铬的用量改为0g，该催化剂中Ce/Cr的摩尔比为1:0。
实施例9
用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈的用量改为0g，硝酸铬的用量改为19.04g，该催化剂中Ce/Cr的摩尔比为0:1。
1~9实例中催化剂对含氯有机物的催化降解活性如下表所示：
注：0.3ml、粒径为40-60目的催化剂，空速为15000h－1。
Claims (4)
1.一种Cr-Ce复合氧化物催化剂的制备方法，其特征是，以硝酸铬和硝酸亚铈为原料，采用共沉淀法制备Cr-Ce复合氧化物催化剂，催化剂中Ce/Cr的摩尔比为9:1~1:8；制备步骤是：
（1）、按所述Ce/Cr的摩尔比，将硝酸亚铈[Ce(NO3)3·6H2O]和硝酸铬[Cr(NO3)3·9H2O] 溶解在350ml水中，搅拌均匀后滴加氨水调至pH值为 9.5，继续搅拌 0.5 小时后静置老化 12 小时；
（2）、过滤后的沉淀物用蒸馏水抽滤洗涤数次，再采用不同的干燥方法进行干燥处理；（3）、空气气氛中在500℃下焙烧4小时，制得Cr-Ce复合氧化物催化剂。
2.根据权利要求1所述的Cr-Ce复合氧化物催化剂的制备方法，其特征是，步骤（2）中所述的不同的干燥方法为沉淀物直接烘箱干燥或沉淀物再用无水乙醇洗涤数次后烘箱干燥或沉淀物再用无水乙醇洗涤数次后超临界干燥。
3.根据权利要求2所述的Cr-Ce复合氧化物催化剂的制备方法，其特征是，所述的烘箱干燥温度为110℃，所述的超临界干燥条件为压力7~10MPa、升温速率1.0~3.0 ℃/min、温度250 ~280℃，无水乙醇为超临界介质。
4.根据权利要求1或2或3所述的Cr-Ce复合氧化物催化剂的制备方法，其特征是，所述的Ce/Cr的摩尔比为4:1~1:2。
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